Technologie

Ciche i bezpieczne. Nawierzchnie bitumiczne z asfaltu modyfikowanego gumą

Celem inżynierów drogowych jest konstruowanie nawierzchni, które sprawiają, że ruch pojazdów będzie bezpieczny, komfortowy dla użytkowników i mało uciążliwy dla otoczenia. Wymogi bezpieczeństwa wskazują na konieczność uzyskania odpowiedniego współczynnika tarcia i równości nawierzchni oraz zapewnienia szybkiego odprowadzania wód opadowych z powierzchni jezdni. Zarządcy dróg starają się też zmniejszyć negatywny wpływ hałasu drogowego na otoczenie, który powstaje na styku opona – nawierzchnia. „Klasyczne” nawierzchnie drogowe o warstwach ścieralnych z betonu asfaltowego, betonu cementowego, mastyksu grysowego (SMA), asfaltu lanego itd. nie są jednak optymalne pod względem tłumienia hałasu. Może więc pora zastosować niestandardowe rozwiązania?

Cicha, trwała i bezpieczna

Wymieniony w tytule rodzaj nawierzchni ma niezaprzeczalne zalety w postaci:

  • zmniejszenia hałasu dla użytkowników,
  • skrócenia o 20% drogi hamowania (wszyscy użytkownicy dróg zdają sobie sprawę, jak duży wpływ ma to na bezpieczeństwo ruchu drogowego),
  • zwiększonej trwałości samej warstwy ścieralnej,
  • zdolności przykrywania spękań (ułożenie dywanika o grubości 3 cm na spękanej nawierzchni wystarcza, aby przez długie lata nie wystąpiły uciążliwe tzw. spękania odbite).

Charakterystyka MMA z asfaltu modyfikowanego gumą

Główną przyczyną hałasu drogowego jest kontakt opony z nawierzchnią (interakcja opona – nawierzchnia). Nasila się on dla większości samochodów przy prędkości powyżej 55 km/h, natomiast dla samochodów ciężarowych przy prędkości powyżej 70 km/h. Innymi źródłami hałasu drogowego są dźwięki pochodzące od pojazdu, tj. silnika, systemu napędowego czy układu wydechowego. Na wzrost poziomu hałasu mają też wpływ: bardzo gładkie nawierzchnie (brak uszorstnienia nawierzchni), szerokość opon [zwiększenie szerokości opony o 10 mm powoduje wzrost hałasu od 0,2 do 0,4 dB (A)] oraz szybkie tłoczenie i rozprężanie powietrza w miejscu kontaktu opony z nawierzchnią. Metody redukcji hałasu związanego z ruchem pojazdów:

  • zmniejszenie natężenia ruchu,
  • ograniczenie prędkości ruchu (graniczna prędkość 55 km/h),
  • ściany dźwiękochłonne (ekrany),
  • ciche nawierzchnie (asfalt porowaty, dwuwarstwowe nawierzchnie porowate, drobnoziarnista mieszanka o nieciągłym uziarnieniu, np. SMA, BBTM-MNU, mieszanka modyfikowana gumą).

Najbardziej efektywnym sposobem zagospodarowania zużytych odpadów gumowych jest ich wykorzystanie do modyfikacji mieszanek mineralno-asfaltowych. Mając na uwadze to, że do produkcji mieszanki mineralno-asfaltowej z asfaltem modyfikowanym gumą na jeden pas o długości 1 km przy grubości warstwy 5 cm potrzeba ponad 1200 opon samochodowych, można stwierdzić, że jest to ekologiczny i ekonomiczny sposób utylizacji zużytych materiałów gumowych. To stwierdzenie nabiera szczególnego znaczenia ze względu na fakt, że w Polsce odpadowe opony są spalane w piecach cementowni i innych zakładów przemysłowych. Nawierzchnie z mieszanek mineralno-asfaltowych z asfaltem modyfikowanym gumą mogą być wykorzystywane m.in. przy budowie dróg, autostrad, pasów startowych na lotniskach – zarówno w roli nowej nawierzchni, jak i do renowacji betonowych pasów startowych i dróg kołowania. Przykładem kraju, w którym ta technologia jest konsekwentnie wykorzystywana od wielu lat, są Stany Zjednoczone. Tak wykonana warstwa ścieralna jest gwarantem zwiększonego bezpieczeństwa ruchu kołowego i lotniczego. Jedną z metod poprawy charakterystyki nawierzchni jest modyfikacja jej składu poprzez dodanie do asfaltu lub mieszanki mineralno-asfaltowej miału gumowego uzyskanego z rozdrobnienia zużytych opon samochodowych.

Sposoby modyfikacji asfaltu gumą

Granulat gumowy można wprowadzić do mieszanki mineralno-asfaltowej dwoma metodami: na sucho (dry process) lub na mokro (wet process). Metoda na sucho polega na dodaniu do mieszanki mineralnej granulatu gumowego, który zastępuje drobną frakcję kruszywa mineralnego. Dodawana „na sucho” guma ma uziarnienie od 0 do 2,0 mm, a dodawana ilość wynosi 2–3%. W efekcie uzyskuje się mieszankę mineralno- asfaltową z wtrąceniami grysu gumowego. Dodatek gumy zmniejsza sztywność mieszanki, dzięki czemu zwiększa się jej odporność na spękania. Metoda na mokro polega na wcześniejszym modyfikowaniu lepiszcza granulatem gumowym i wprowadzeniu gotowego lepiszcza asfaltowo- -gumowego do mieszanki mineralnej. Zawartość składnika gumowego wynosi co najmniej 15% m/m (zwykle 18–22%). Asfalt jest mieszany z gumą w specjalnej instalacji w temperaturze 190–225oC w czasie co najmniej 45 minut. W trakcie tego procesu guma reaguje z asfaltem, ulega pęcznieniu i zmiękczeniu. Po wymieszaniu gumy z asfaltem lepiszcze gumowo-asfaltowe powinno być przechowywane w wysokiej temperaturze przez 2 godz. (dojrzewanie). Zastosowanie asfaltu gumowego Warstwy konstrukcyjne nawierzchni z mieszanek mineralno-gumowo-asfaltowych mogą mieć różne zastosowania:

  • odporne na koleinowanie i niskie temperatury warstwy ścieralne, np. SMA 11,
  • cienkie, odporne na koleinowanie i niskie temperatury warstwy ścieralne o obniżonej hałaśliwości np. BBTM 8A,

[ . . . ]

Aby przeczytać artykuł w wersji elektronicznej, musisz posiadać opłaconą PRENUMERATĘ.

   
STREFA DLA
PROFESJONALISTÓW

PRZEJDŹ DO PEŁNEJ WERSJI ARTYKUŁU

 Strona 37  Strona 38  Strona 39  Strona 40  Strona 41  Strona 42  Strona 43  Strona 44  Strona 45  Strona 46

ZOBACZ ARTYKUŁY O TEJ SAMEJ TEMATYCE

TOMASZ SOCHACKI marzec-kwiecień | 2 (19) 2015

Schyłek tradycyjnych konstrukcji z betonu asfaltowego? Nadchodzi alternatywa!

Choć w ostatnich latach w terenie miejskim powstało wiele dróg z betonowej kostki brukowej, to nawierzchnie bitumiczne i tak pokrywają większość dróg lokalnych i krajowych. Tak duże zainteresowanie nawierzchniami tego typu zaowocowało stworzeniem konstrukcji konkurencyjnych dla tradycyjnie stosowanych nawierzchni, np. SMA i WMS. Porównajmy ich właściwości.

NEWSLETTER

Zapisz się i czytaj...

...najciekawsze artykuły, najnowsze informacje, wiadomości z branży